Une équipe de recherche dirigée par un professeur du département d'ingénierie énergétique et chimique de l'Université des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST), en collaboration avec un professeur du département des sciences et ingénierie des matériaux, a mis au point une nouvelle technologie pour produire de l'hydrogène à partir de résidus de canne à sucre et d'électrodes photoélectriques en silicium. Cette technologie, fonctionnant uniquement à l'énergie solaire sans apport électrique externe, atteint une efficacité de production d'hydrogène quatre fois supérieure à la norme de commercialisation établie par le Département américain de l'énergie (DOE).

Le système photoélectrochimique développé par l'équipe d'UNIST utilise de manière innovante le furfural extrait des résidus de canne à sucre comme matière première. Sous l'effet catalytique d'une électrode en cuivre, l'oxydation du furfural libère de l'hydrogène tout en générant de l'acide furanique, un produit à haute valeur ajoutée. Le système repose sur une structure à double électrode, où l'électrode en cuivre et l'électrode photoélectrique en silicium travaillent en synergie, doublant théoriquement l'efficacité de production d'hydrogène par rapport aux systèmes traditionnels. Les tests réels montrent un taux de production d'hydrogène de 1,4 mmol/cm²·h, largement supérieur au seuil de commercialisation de 0,36 mmol/cm²·h fixé par le DOE.

Pour garantir la stabilité à long terme du système, l'équipe a adopté une conception de structure à contact arrière (IBC), réduisant efficacement les pertes de tension internes dans l'électrode photoélectrique. De plus, l'électrode est protégée contre la corrosion par l'électrolyte grâce à un revêtement de feuille de nickel et de verre. Les expériences ont démontré que la structure immergée en silicium possède une propriété d'auto-refroidissement, offrant des avantages en termes d'efficacité énergétique et de stabilité par rapport aux structures traditionnelles à connexion externe (où la cellule et l'électrolyseur sont conçus séparément).